高慧敏，馬逸遠(yuǎn)，李露新，苗 蕾，周艷琳，馬 鋒，呂 毅1，，白紀(jì)剛1，*，嚴(yán)小鵬1，*

（1.西安交通大學(xué)第一附屬醫(yī)院肝膽外科，西安710061；2.西安交通大學(xué)第一附屬醫(yī)院精準(zhǔn)外科與再生醫(yī)學(xué)國家地方聯(lián)合工程研究中心，西安710061；3.西安交通大學(xué)啟德書院，西安710061；4.西安交通大學(xué)宗廉書院，西安710061）

0 引言

膀胱癌是泌尿系統(tǒng)常見惡性腫瘤，文獻(xiàn)顯示2014 年我國膀胱癌新發(fā)病例約7.81 萬例，發(fā)病率為5.71/10 萬，占全部惡性腫瘤新發(fā)病例的2.05%，位居全部惡性腫瘤新發(fā)病例的第13 位；2014 年全國膀胱癌死亡病例3.21 萬例，占全部惡性腫瘤死亡病例的1.40%，位居全部惡性腫瘤死亡病例的第12 位[1]。膀胱癌分為非肌層浸潤性膀胱癌（non-muscle invaive bladder cancer，NMIBC）和肌層浸潤性膀胱癌（muscle invasive bladder cancer，MIBC），70%以上患者初診斷時(shí)為NMIBC[2]。經(jīng)尿道膀胱腫瘤切除術(shù)（transurethral resection of bladder tumor，TURBT）是NMIBC 的首選治療方法，適用于低分化、直徑＜2 cm 的Ta 期與T1期腫瘤[3]。但是，TRUBT 也有著術(shù)中腫瘤碎塊化不符合無瘤原則、腫瘤殘余率高等諸多問題，因此，近些年以“en-bloc resection of bladder tumor”（膀胱腫瘤整塊切除）為主的整塊切除方案得到普遍認(rèn)可和快速發(fā)展，有取代TURBT 成為治療NMIBC 的新標(biāo)準(zhǔn)的趨勢[4-6]。

整塊切除符合“Halsted 原則”，在消化道早癌的治療中，內(nèi)鏡下黏膜剝離術(shù)（endoscopic submucosal dissection，ESD）被廣泛用于消化道早癌的治療，可獲得與外科手術(shù)相似的治療效果[7]。NMIBC 的膀胱鏡下治療與消化道早癌的ESD 手術(shù)有相似之處，因此有學(xué)者提出了經(jīng)尿道膀胱腫瘤內(nèi)鏡下黏膜剝離術(shù)（bladder tumor endoscopic submucosal dissection，BTESD），并進(jìn)行了動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和臨床研究，取得了較好的效果[8-10]。膀胱腫瘤整塊切除可顯著提高療效，但是也增加了手術(shù)操作難度，尤其是當(dāng)腫瘤面積較大時(shí)，黏膜剝離面無法充分顯露，成為BT-ESD 操作的瓶頸。為此，本研究提出將磁錨定技術(shù)（magnetic anchor technique，MAT）用于輔助BT-ESD 操作，設(shè)計(jì)相應(yīng)磁體，通過離體膀胱驗(yàn)證其可行性。

1 材料與方法

1.1 材料

電子胃鏡系統(tǒng)（西安西川醫(yī)療器械有限公司）、軟組織夾（南京微創(chuàng)醫(yī)療器械有限公司）。離體豬膀胱4 個(gè)。該實(shí)驗(yàn)符合實(shí)驗(yàn)動(dòng)物倫理要求，經(jīng)西安交通大學(xué)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)（批準(zhǔn)號No.XJTULAC 2019-1005）。

1.2 磁錨定裝置設(shè)計(jì)

用于BT-ESD 的磁錨定裝置包括兩部分：靶磁體和錨定磁體。錨定磁體和靶磁體采用N45 燒結(jié)釹鐵硼永磁材料，委托陜西金山電氣有限責(zé)任公司加工。靶磁體包括圓柱體磁核和不銹鋼殼兩部分，不銹鋼殼為U 形，壁厚0.5 mm，殼一端帶有尾掛結(jié)構(gòu)，圓柱體磁核可緊配裝入U(xiǎn) 形不銹鋼殼內(nèi)。靶磁體外徑4.5 mm、高5.5 mm，磁核及不銹鋼殼均采用真空濺射氮化鈦鍍層，磁體軸向飽和充磁，表面場強(qiáng)3 200 Gs（1 Gs=10-4T），質(zhì)量0.621 g。錨定磁體為直徑50 mm、長140 mm 的圓柱形磁體，表面電鍍鎳，軸向飽和充磁，表面場強(qiáng)6 500 Gs，磁體外套有U 形塑料殼，塑料殼厚度為5 mm。錨定磁體及靶磁體如圖1 所示。

圖1 磁錨定裝置

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

檢查膀胱完整性，絲線結(jié)扎2 個(gè)輸尿管口，經(jīng)尿道進(jìn)胃鏡并注入氣體適度膨脹膀胱，觀察膀胱黏膜情況，設(shè)定病變部位后退出胃鏡。經(jīng)胃鏡活檢孔送入軟組織夾，使其頭端自胃鏡前端伸出，用絲線將靶磁體妥善固定于軟組織夾頭端，借助胃鏡及軟組織夾將靶磁體經(jīng)尿道送入膀胱內(nèi)，經(jīng)胃鏡注入氣體，使膀胱適度膨脹，張開軟組織夾，鉗夾于擬剝離的膀胱黏膜邊緣，釋放軟組織夾頭端，退出軟組織夾控制部分，此時(shí)靶磁體和軟組織夾被留置在膀胱病變黏膜上。在膀胱外放置錨定磁體，錨定磁體即可吸引靶磁體，從而牽拉夾持部位的膀胱黏膜。調(diào)整錨定磁體的位置，可改變錨定磁體對靶磁體的牽拉方向和牽拉力。具體操作步驟如圖2、3 所示。

2 結(jié)果

整個(gè)操作過程順利，未出現(xiàn)靶磁體脫落等意外事件。錨定磁體逐步靠近膀胱，可見靶磁體被吸起，克服重力并牽拉膀胱黏膜，調(diào)整錨定磁體位置可改變靶磁體對膀胱黏膜的牽拉方向。整個(gè)操作過程中靶磁體留置順利，未出現(xiàn)滑脫、意外相吸等現(xiàn)象，在錨定牽拉過程中無黏膜撕傷，軟組織夾鉗夾牢靠，未出現(xiàn)滑脫意外。在4 個(gè)離體膀胱上均成功整塊切除了病灶處膀胱黏膜，如圖4 所示。

圖2 膀胱內(nèi)留置靶磁體過程

圖3 磁錨定技術(shù)輔助內(nèi)鏡下膀胱黏膜牽拉狀態(tài)

3 討論

磁外科（magnetic surgery，MS）是利用磁性材料間特殊的“非接觸性”磁場力，通過專門設(shè)計(jì)的磁性裝置來完成醫(yī)學(xué)診療過程中的吻合、牽引、導(dǎo)航、驅(qū)動(dòng)、擴(kuò)張、示蹤功能的新興交叉學(xué)科。磁外科始于20 世紀(jì)70 年代末，經(jīng)歷了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證階段、自由探索階段后，現(xiàn)已進(jìn)入學(xué)科建設(shè)階段[11]。磁外科作為一門交叉學(xué)科，以臨床醫(yī)學(xué)問題為核心，涵蓋材料學(xué)、磁學(xué)、生物力學(xué)、機(jī)械工程等諸多學(xué)科。經(jīng)過40 多年的發(fā)展，磁外科已形成了以磁壓榨技術(shù)、磁錨定技術(shù)、磁導(dǎo)航技術(shù)、磁示蹤技術(shù)、磁懸浮技術(shù)、磁驅(qū)動(dòng)技術(shù)為核心的臨床應(yīng)用體系[11]。

圖4 整塊切除的膀胱黏膜

磁錨定技術(shù)作為磁外科核心技術(shù)之一，是利用磁體與磁體或磁體與順磁性物質(zhì)之間的磁場吸引力，使錨定磁體對靶磁體進(jìn)行非接觸性空間錨定的技術(shù)[11]。磁錨定技術(shù)中直接與組織、器官相接觸的磁體稱為靶磁體，靶磁體為被動(dòng)受力的磁體；而主動(dòng)發(fā)力的磁體被稱為錨定磁體[11]，錨定磁體一般位于體外。磁錨定技術(shù)用于臨床醫(yī)學(xué)的研究始于2004 年，日本學(xué)者Kobayashi 等[12]設(shè)計(jì)了用于胃內(nèi)鏡下黏膜切除術(shù)中輔助黏膜牽拉顯露的磁錨定裝置，動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證明了可行性和有效性。之后有關(guān)磁錨定技術(shù)輔助ESD 的研究大量報(bào)道[13-17]，技術(shù)的可行性和有效性得到了驗(yàn)證。

膀胱壁的組織學(xué)層次與消化道頗為相似，因此受ESD 的操作啟發(fā)，可將ESD 的操作理念用于NMIBC[18]。與消化道ESD 類似，在膀胱病變黏膜下注射一定量的生理鹽水，使鹽水填充在黏膜層與肌層之間，然后沿黏膜層與肌層之間的“水墊”完整剝離病變黏膜[19-20]。與消化道早癌的治療一樣，ESD 用于NMIBC 同樣存在著一定的難度，尤其是當(dāng)腫瘤面積較大時(shí)，由于缺乏牽拉顯露，對整塊切除提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。磁錨定技術(shù)輔助消化道早癌ESD 已經(jīng)成熟。本研究首次提出將磁錨定技術(shù)用于BT-ESD。

磁錨定技術(shù)用于BT-ESD 是一種全新的牽引方式，與其他牽引方式相比，其具有潛在的優(yōu)勢，它通過為操作者創(chuàng)造一個(gè)看不見的手來提供與膀胱鏡無關(guān)的牽引力。此技術(shù)可通過調(diào)整牽引方向和牽引力大小使黏膜下層清晰可見。磁錨定技術(shù)輔助BT-ESD應(yīng)用原理是通過靶磁體連接微組織夾固定于膀胱腫瘤上，同時(shí)體外的錨磁體可以吸引靶磁體，并向不同方向牽拉，從而清晰暴露手術(shù)切除部位，大大降低手術(shù)操作難度并完善腫瘤整塊化切除。

通過體外模擬實(shí)驗(yàn)，本研究認(rèn)為磁錨定技術(shù)用于BT-ESD 具備可行性。根據(jù)模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果，本研究認(rèn)為磁錨定技術(shù)用于BT-ESD 需注意以下幾點(diǎn)：（1）術(shù)中應(yīng)掌握好膀胱的充盈程度，過度充盈和充盈欠佳均會(huì)影響?zhàn)つ冸x面的顯露，本實(shí)驗(yàn)中采用的是離體膀胱，因此無法得出最佳的膀胱充盈的量化數(shù)值，需進(jìn)一步進(jìn)行在體實(shí)驗(yàn)來確定；（2）受尿道及膀胱解剖空間限制，靶磁體在滿足磁力需要的條件下尺寸應(yīng)盡可能小，以減小靶磁體對ESD 操作的影響；（3）本實(shí)驗(yàn)中錨定磁體采用永磁體設(shè)計(jì)方案，其優(yōu)點(diǎn)是設(shè)計(jì)加工簡單、操作靈活，但對于特殊部位的腫瘤如膀胱頂和膀胱側(cè)壁，永磁體難以提供有效的牽拉，此時(shí)由電磁體提供一定強(qiáng)度和一定矢量方向的磁場可能會(huì)提高操作的靈活性。

本實(shí)驗(yàn)首次提出將磁錨定技術(shù)用于BT-ESD，體外實(shí)驗(yàn)結(jié)果已初步證實(shí)該方法的可行性。通過進(jìn)一步優(yōu)化磁錨定裝置，磁錨定技術(shù)可用于臨床BTESD 中。